» » Операционные усилители. Ч.2 Активные фильтры

 
 
 
4

Операционные усилители. Ч.2 Активные фильтры

Разместил Pashka 20 мая 2008. Просмотров: 66 227

Источник: Радиокот.ру
Вторая часть статьи про ОУ для начинающих. Итак, в первой части мы рассмотрели схемы включения ОУ в качестве усилителей, в этой части рассмотрим включения ОУ в качестве фильтров.

Фильтр Высоких Частот (ФВЧ, High-Pass)

Требуется он для отсекания сигнала, частота которого ниже определенного порога, который называется частотой среза.
Простейший ФВЧ выглядит так:
Операционные усилители. Ч.2 Активные фильтры
Первая схема с неинвертирующим включением ОУ, вторая - с инвертирующим.
Это фильтр первого порядка с ослаблением ненужного сигнала - крутизной - 6дБ на октаву. Определить частоту среза можно, рассчитывая реактивное сопротивление конденсатора. Когда оно станет равным сопротивлению резистора, включенного последовательно с конденсатором - это будет самое то.

Формула следующая:
Операционные усилители. Ч.2 Активные фильтры

Где F - частота в Герцах, C - емкость в Фарадах, Ec - сопротивление в Омах.
Если крутизна фильтра первого порядка кажется недостаточной, можно справить фильтр второго порядка - с крутизной 12 дБ на октаву как показано на рисунке ниже.

Это - так называемый, фильтр Баттерворта.
Чтобы посчитать его граничную частоту можно воспользоваться следующими соотношениями:
R1=R2; С1=2С2;

При выборе резисторов надо учесть, что их номиналы должны лежать в пределах 10-100 кОм, поскольку выходное сопротивление фильтра растет вместе с частотой и если номиналы резисторов выходят за вышеуказанные рамки это может отрицательно сказаться на работе фильтра.

Фильтр Низких Частот (ФНЧ, Low-Pass)

Работа этого фильтра прямо противоположна предыдущему - он отрезает сигнал, частота которого выше частоты среза. В принципе, все то же самое, что и в предыдущем случае, только конденсатор включается не последовательно с резистором, а параллельно ему.

Первая схема - неинвертирующее включение, вторая - инвертирующее. Частота среза считается ровно таким же способом, как и в случае ФВЧ.
Ну и схема фильтра второго порядка - того же самого гражданина Баттерворта.

Опять же - считается все точно так же, как было описано выше.

Полосовой Фильтр (Band-Pass)

Полосовой фильтр применяется в тех случаях, когда необходимо выделить некую полосу частот из всего спектра. Например, в спектроанализаторах или вроде того.


Формулы расчета приводить тут не буду - они забористые. Для расчета полосовых фильтров советую воспользоваться замечательной программой - Filter Wiz Pro от Schematica Software. Впрочем, ей так же можно воспользоваться и для расчетов любых других фильтров.

Фильтр-пробка (Notch Filter)

Если вам нужно ослабить (практически до нуля) некую выбранную частоту, то это фильтр как раз для вас.

Формула расчета вот такая:

где R=R3=R4, C=C1=C2;
При построении этого фильтра очень важна точность номиналов компонентов - от этого зависит степень "убивания" выбранной частоты. Так, при применении резисторов и конденсаторов с допуском 1%, можно получить ослабление частоты до 45дБ, хотя, теоретически, можно добиться и 60дБ. Например, если вы хотите грохнуть ненавистную всем частоту 50Гц, то берем следующие номиналы: R1=R2=10кОм, R3=R4=68кОм, С1=С2=47нФ.

Фильтр-пробка с двойным Т-мостом


С помощью этого фильтра можно не только ослаблять выбранную частот, но и регулировать степень её ослабления переменным резистором R4. Формула расчета номиналов такая же, как и в предыдущем случае.
Павел (Pashka)
Новосибирск
Профиль Pashka
Радиолюбитель. Любитель "Веги"
 

Понравилось? Палец вверх!

  • всего лайков: 45

Поделись с друзьями!

Связанные материалы:


Схема на Датагоре. Новая статья Снова о простом активном фильтре для АС... Предлагаю обсудить тему активных фильтров для АС. Просьба высказаться тех, кто имеет практический...
Схема на Датагоре. Новая статья Сделай сам простой активный фильтр для двухполосного усилителя... В статье речь пойдет об активном фильтре для двухполосного усилителя. Фильтр не нуждается в...
Схема на Датагоре. Новая статья Активные кроссоверы для АС основе фильтра Баттерворта 3-го порядка... Активные кроссоверы, на мой взгляд, обделены вниманием и применяются среди радиолюбителей реже, чем...
Схема на Датагоре. Новая статья Транзисторный фильтр питания с высоким КПД для аудиоаппаратуры... При создании прибора для ремонта телевизоров мне потребовался регулируемый источник питания 30-300...
Схема на Датагоре. Новая статья Программа для расчёта фильтров АС (Алдошина + Терещук)... Недавно я стал часто заниматься переделкой промышленных недорогих АС и, следовательно, понадобилось...
Схема на Датагоре. Новая статья Таймер "Незабудка" - устройство предупреждения и отключения... Человеку свойственна забывчивость. И с этим ничего нельзя сделать – в силу каких-либо причин любой...
Схема на Датагоре. Новая статья Программы для расчета активных фильтров Линквица 2-го порядка и Баттеруорта 3-го порядка... Представляю две очень простые программы, которые позволяют рассчитать ФВЧ и ФНЧ 2-го и 3-го порядка...
Схема на Датагоре. Новая статья Калькулятор электрика от Ivan219 [обновлено]... Текущая версия 2.0.9.30 Своего рода "кухонный комбайн" для радиолюбителя. Может кому-то облегчит...
Схема на Датагоре. Новая статья Новая жизнь старых колонок. 15ГД-17 (25ГДН4) в тандеме с S-30... Попавшийся по случаю динамик 15ГД-17 (25ГДН4—4) позволил сделать из старых колонок с неподобранными...
Схема на Датагоре. Новая статья Реальный безтрансформаторный ламповый усилитель для низкоомных наушников по мотивам «Лаконика»... Безтрансформаторный ламповый усилитель для головных телефонов с максимальной возможностью...
Схема на Датагоре. Новая статья Простой усилитель для автомобильного сабвуфера на TDA7240... Несмотря на кажущуюся простоту расчета фильтров нижних частот, необходимых для формирования нужной...
Схема на Датагоре. Новая статья Операционные усилители. Ч.1 Теория, типовые включения... Источник: Радиокот.ру Представляю вашему вниманию статью про операционные усилители (ОУ). Надеюсь...
<
  • Гражданин
8 апреля 2015 02:39

Рома / RINDIG

  • С нами с 9.03.2010
  • Ушёл в реал Пользователь offline
  • 37 комментариев
  • 2 публикации
 
  • 0
Можно ли на одном ОУ сигнал отфильтровать по частоте и заодним усилить его?

<
  • Кандидат
12 апреля 2016 12:31

Вероника Ханасова / Nnik

  • С нами с 12.04.2016
  • Ушёл в реал Пользователь offline
  • 1 комментарий
  • 0 публикаций
 
  • 0
Эх, Павлик, Павлик!!!...
Фильтр-пробка (Notch Filter) не работает, точнее не уменьшает 50 Гц, вон они "красивенькие" на осциллографе....
Сижу, горюю....

<
  • Главный редактор
12 апреля 2016 13:28

Игорь Петрович Котов / Datagor

  • С нами с 25.02.2011
  • Ушёл в реал Пользователь offline
  • 1 631 комментарий
  • 261 публикация
 
  • 0
Вероника, схема не может не работать - это классика из учебников.

Попробуйте другую, режектор на 50 ГЦ:

Все конденсаторы и резисторы должны иметь одинаковый номинал, так как это влияет на точность настройки полосы подавления. Переменный резистор R5 используется для установки ширины полосы.
Для питания схемы потребуется двухполярный источник +-12...15В, например на базе интегральных стабилизаторов 7812 и 7912.

Информация
Вы не можете участвовать в комментировании. Вероятные причины:
— Администратор остановил комментирование этой статьи.
— Вы не авторизовались на сайте. Войдите с паролем.
— Вы не зарегистрированы у нас. Зарегистрируйтесь.
— Вы зарегистрированы, но имеете низкий уровень доступа. Получите полный доступ.